EI顶刊复现：基于氨储能技术的电转氨耦合风–光–火综合能源系统双层优化调度附Matlab代码

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🔥 内容介绍

针对风光出力的间歇性和波动性对电力系统稳定性的影响，提出一种基于氨储能技术的电转氨耦合风–光–火综合能源系统双层优化调度模型。上层模型以系统运行总成本最小为目标，优化常规火电机组出力、风光发电计划和电转氨设备的运行策略；下层模型以最大化系统风电和光伏发电消纳量为目标，通过氨储能系统的充放能调度平抑风光功率波动。上下层模型通过电价信号和功率交换进行交互。以某省级电网实际数据进行仿真验证，结果表明该双层优化调度方法能够有效降低系统运行成本，提高清洁能源消纳率，减少碳排放，为综合能源系统的优化运行提供了新的解决方案。

关键词

氨储能技术；电转氨；综合能源系统；双层优化调度；清洁能源消纳

一、引言

1.1 研究背景

随着 "双碳" 目标的推进，风电和光伏发电等清洁能源在电力系统中的占比不断提高。然而，风光出力的间歇性和波动性给电力系统的稳定运行带来了巨大挑战。传统的储能技术如抽水蓄能、锂电池储能等存在地理条件限制、成本较高或能量密度较低等问题，难以满足大规模清洁能源消纳的需求。氨作为一种高能量密度的储能介质，具有存储周期长、便于运输等优点，近年来在能源领域受到广泛关注。电转氨技术可以将多余的电力转化为氨进行存储，在需要时再通过氨发电装置将氨转化为电力，实现电力的时空转移，为解决风光消纳问题提供了新的途径。

1.2 研究现状

目前，关于综合能源系统优化调度的研究主要集中在不同类型能源的协同运行和储能技术的应用方面。在储能技术研究中，锂电池储能、抽水蓄能等应用较为广泛，但关于氨储能技术在综合能源系统中的应用研究相对较少。部分学者研究了电转气 (P2G) 技术在综合能源系统中的应用，但电转氨技术相比电转气技术具有更高的能量密度和更低的存储成本，其应用潜力尚未得到充分挖掘。在优化调度方法方面，单层优化模型难以同时考虑系统运行成本和清洁能源消纳等多个目标，双层优化模型能够更好地处理复杂系统的多目标优化问题，但在电转氨耦合综合能源系统中的应用还需要进一步研究。

1.3 研究目的与意义

本研究旨在构建基于氨储能技术的电转氨耦合风–光–火综合能源系统双层优化调度模型，通过上层优化系统运行成本和下层优化清洁能源消纳的协同作用，提高综合能源系统的经济性和清洁能源消纳能力。研究成果对于推动氨储能技术在电力系统中的应用，促进清洁能源的大规模发展，实现 "双碳" 目标具有重要的理论和实践意义。

二、系统结构与数学模型

2.1 系统结构

基于氨储能技术的电转氨耦合风–光–火综合能源系统主要由风电系统、光伏发电系统、火电机组、电转氨设备、氨储能系统、氨发电装置和电力负荷组成。系统结构如图 1 所示。风电和光伏发电系统作为清洁能源发电单元，为系统提供绿色电力；火电机组作为传统发电单元，提供稳定的基荷电力；电转氨设备将多余的电力转化为氨进行存储；氨储能系统存储生成的氨；氨发电装置在电力短缺时将氨转化为电力，补充系统电力供应。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

🔗 参考文献

[1] 侯继伟.高大空间火灾模拟及探测平台电液驱动系统关键技术研究[D].浙江大学,2011.

[2] 郭振宇.全可再生综合能源系统动态调度与控制策略研究[D].东南大学,2022.

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